Главная » Железо » Что такое центральный процессор

Что такое центральный процессор


Что такое центральный процессор?

Процессор (он же центральный процессор, что указывает на его главенствующую роль в компьютере, где есть и другие процессоры) является одним из основных компонентов современного компьютера, причем как настольного, так и ноутбука или КПК. ЦП представляет собой специальную микросхему (размером примерно 5×5 см), осуществляющую управление всеми другими компонентами компьютера. Другими словам процессор — это «мозг» вашего компьютера. Основная задача процессора состоит в обработке различных команд (или, если быть более точным, инструкций), необходимых для работы компьютера. О предназначении процессора можно также догадаться по его названию, которое произошло от английского глагола «to process», что значит «обрабатывать, выполнять, осуществлять».

Процессор выполняет множество самых разнообразных инструкций  которые он получает как от других устройств, так и различных программ. Все операции, совершаемые устройствами и программами компьютера  должны быть обработаны процессором, без которого не обходится ни одно вычисление в компьютере, поэтому от процессора зависит то, настолько быстрым и эффективным будет ваш компьютер.

Скорость работы, или производительность, процессора измеряется с помощью нескольких различных параметров, один из которых — тактовая частота. Этот параметр указывается в мегагерцах (для чего используется сокращение МГц) или гигагерцах (сокращение ГГц). Чем больше тактовая частота процессора, тем больше инструкций он может обработать и тем выше его цена. Тем не менее скорость работы процессора зависит не только от его частоты, здесь есть немало нюансов. Если раньше правило «больше частота = больше скорость» было незыблемым, то сейчас процессоры с одинаковой тактовой частотой, но разными внутренними архитекторами  могут демонстрировать совершенно разную производительность. При этом следует учитывать, что общая скорость работы вашего компьютера зависит не только от процессора, но и других компонентов  в частности, оперативной памяти, системной платы и жестких дисков.

Основных производителей процессоров

Основных производителей процессоров для современных персональных компьютеров и ноутбуков всего два, это компании Intel и AMD. Компания Intel известна всем и каждому пользователю компьютера благодаря процессорам семейства Core 2 Duo. Однако эра Core 2 Duo уже практически завершена — четырех восьми ядерные процессоры семейства Core i3, i5, i7 с отличной производительностью не оставили «старичкам» Core 2 Duo никаких шансов. Компания AMD традиционно стремится потеснить Intel с помощью своих процессоров таких как A серия и Phenom II X4.

Производительность процессора измеряется, конечно, не только на основе тактовой частоты. Играют роль и такие фак­торы, как объем кеш-памяти первого, второго, третего и так далее уровней, ча­стота шинных данных и так далее.

it-war.ru

центральный процессор

Центральный процессор

CPU — центральный процессор является основным компонентом, «мозгом» компьютера и определяет его самые основные характеристики. «то большая интегральная схема (БИС), сформированная на кристалле кремния. Большая интегральная схема не по размеру, а по количеству элементов – транзисторов, включенных в нее.

Скачать презентацию «Процессор» 

Скачать тест по теме «Процессор» 

Микропроцессор содержит миллионы транзисторов, соединенных между собой тончайшими проводниками из алюминия или меди. В 1965Г. Гордон Мур сделал смелое предсказание: число транзисторов, размещаемых на кристалле ИС, будет удваиваться приблизительно каждые 2 года. Отрасль развивалась почти в точном соответствии с этим прогнозом, получившим название закона Мура. Но впервые за 43г нарушен закон, благодаря новым методам производства микросхем, когда можно разместить 30млн. транзисторов на участке кристалла с булавочную головку. в 2006г. процессор Core 300млн. транзисторов, начало 2007г. 800 млн транзисторов в двух ядерных системах.

Изготовление микропроцессора

— это сложнейший технологический процесс, включающий в себя несколько сотен этапов. Микропроцессоры формируются на поверхности тонких пластин Кремния, которые нарезают из длинных цилиндрических кристаллов кремния, выращенных из расплава кремниевого песка. Кремний обладает полупроводниковыми свойствами, его проводимостью Можно управлять путем введения примесей. В процессе изготовления микросхем на пластины-заготовки наносятся тончайшие слои различных материалов. На них фотолитографическим способом слой за слоем формируют «рисунок» будущей микросхемы. В ходе следующей операции, называемой легированием, открытые участки кремниевой пластины бомбардируют ионами различных химических элементов, которые формируют в кремнии микроскопические участки, имеющие различную электрическую проводимость. Каждый слой процессора имеет свой собственный рисунок, в совокупности все эти слои образуют трехмерную структуру процессора. После этого пластины разрезают на отдельные микросхемы, которые проходят тщательное тестирование, чтобы проверить качество выполнения всех технологических операций. Заготовки, в которых обнаруживаются неисправности, просто выбраковываются, поскольку не существует способов исправления ошибок. Затем каждый кристалл помещают в защитный корпус и припаивают к нему выводы.

В логический состав ЦП входят след. устройства:

  1. устройство управления (УУ) — блок упр-я. Управляет работой всех устройств по зад. программе
  2. АЛУ(арифметико-логическое устройство) вычислительный инструмент процессора.
  3. регистры процессорной памяти  – внутренняя память процессора. Регистры используются для временного хранения выполняемой команды, адресов памяти, обрабатываемых данных и другой внутренней информации микропроцессора. Каждый их регистров служит своего рода черновиком, используя который процессор выполняет расчеты и сохраняет промежуточные результаты. У каждого регистра есть определенное назначение.IP – счетчик команд (помещается адрес той ячейки памяти ЭВМ, в которой хранится очередная исполняемая команда программы.CS – регистр команд, помещается сама команда на время ее исполненияDI SI BP – индексные регистры, указатели сдвигов в сегментах.AX BX – общего назначенияSS – стека (Стек- область, используемая для временного хранения данных. Стек содержится в отдельном сегменте, который называется сегментом стека)DS — дополнительный

Рассмотрим принципы работы современных процессоров

Микропроцессор представляет собой сложное электронное устройство для выполнения различных операций. Любой процессор поддерживает определенный набор команд, которые может исполнять, и содержит набор внутренних ячеек памяти, регистров, с которыми может работать гораздо быстрее, чем с внеш-ней памятью. Возможности ПК, как универсального исполнителя по работе с информацией определяется системой команд процессора. Эта система команд представляет собой язык машинных команд. (ЯМК) Из языка ЯМК составляются программы управления работой компьютера. Отдельная команда представляет отдельную операцию (действие) компьютера. В ЯМК существуют операции по которым выполняется арифметич. , логич. операции, перации управления последовательностью команд, операции передачи данных из одних устройств памяти в другие и пр. Различают два типа архитектуры микропроцессоров – CISC и RISC. 

CISC  

CISC (Complex Instruction Set Computer) подразумевает, что процессор поддерживает очень большой набор команд (более 200) (полную систему команд) и имеет небольшое число регистров. Реализующие на уровне машинного языка комплексные наборы команд различной сложности ( от простых, характерных для микропроцессора 1-го поколения, до значительной сложности, характерных для современных процессоров.

RISC  

В свою очередь RISC-архитектура (Reduced Instruction Set Computer) означает ограниченный набор ко-манд и большое число внутренних регистров. Все команды работают с операндами и имеют одинаковый формат. Обращение к памяти выполняется с помощью специальных команд загрузки регистра и записи. Простота структуры и небольшой набор команд позволяет реализовать полностью их аппаратное выполнение и эффективный конвейер при небольшом объеме оборудования. Высокая степень дробления конвейера. Споры о том, что лучше, идут до сих пор. RISC-процессор работает быстрее, т. к. команды простые. И стоят дешевле, но программы для них занимают больше места, чем для CISC. Именно поэтому в условиях дефицит оперативной памяти первоначальное развитие процессоров для персональных компьютеров пошло в направлении CISC-архитектуры Все процессоры, совместимые с набором команд х86 являются CISC процессорами, хотя некоторые могут иметь элементы RISC-архитектуры. Микропроцессоры 5 поколения имеют 64разрядную шину данных и адресов. Могут работать с 8,16,32 битными данными, поддерживают конвейерную структуру и обладают возможностью предсказывать направление переходов в программе. Процессоры, обладающие немного большими возможностями, как правило, относят к шестому поколению. Рассмотрим основные принципы работы современных процессоров. Прежде всего отметим, что процессор выполняет программу, которая хранится в памяти, Программа представляет собой набор команд (инструкций) и данных. Последовательно считывая команды процессор выполняет соответствующие действия. Каждая команда представлена несколькими байтами, причем длина ее не фиксирована и может составлять от 1 по 15.

Характеристики ЦП

  1. Тактовая частота — это основная характеристика процессора, которая определяет его возможности и производительность системы в целом. Каждый тип процессора выпускается в виде целой линейки (семейства) моделей, отличающихся различными характеристиками и, прежде всего, тактовой частотой. Так, процессор Pentium IV может выпускаться в различных модификациях с тактовой частотой от 2,0 До 3,8 МГц. Тактовая частота процессора определяется двумя факторами: частотой системной шины и внутренним множителем процессора (внутренней тактовой частотой). Первый параметр фактически не зависит от самого процессора, а определяется системной платой, точнее ее чипсетом. Системные платы могут выпускаться с разными частотами — от 256 до 800 МГц . Процессор работает в тесном контакте с микросхемой, которая называется генератором тактовой частоты. ГТЧ вырабатывает периодические импульсы, синхронизирующие работу всех узлов компьютера. Это своеобразный метроном внутри ПК. В ритме этого метронома работает ЦП. Тактовая частота равна количеству тактов в секунду. Такт – промежуток времени между началом подачи текущего импульса и началом подачи следующего. На выполнение процессором каждой операции отводится определенное количество тактов. Измеряется в МГц.
  2. Техшаг Процессор состоит из многих миллионов транзисторов. Их можно условно представить себе в виде точек в узлах прямоугольной сетки — как зерна люминофора на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). Расстояние между транзисторами про¬цессора определяется используемой технологией производства и в настоящее время составляет 0,09 мк или 90 нм. Чем меньше это расстояние, тем лучше. Уменьшение размеров транзистора влечет за собой уменьшение шага, а значит, уменьшается мощность тепловыделения и себестоимость изготовления, увеличивается максимально достижимая частота процессора.
  3. Разрядность процессора Разрядностью называют максимальное количество разрядов двоичного кода, которые могут обрабатываться или передаваться процессором одновременно. Разрядность процессора определяется разрядностью его регистров, в которые помещаются обрабатываемые данные. Например разрядность регистра 2 байта – 16 бит, то разрядность ЦП – 16., 8 байт -64 Ячейка – группа последовательных байтов ОЗУ, вмещающая в себя информацию, доступную для обработки отдельной командой процессора. Содержимое ячейки память называется машинным словом. Очевидно, что размер ячейки памяти и машинного слова равен разрядности процессора. Обмен информацией между ЦП и внутренней памятью производится машинными словами. Адрес ячейки памяти – равен адресу мл. байта ( байта с наименьшим номером), входящего в ячейку. Адресация как байтов, так и ячеек начинается с 0. Адреса ячеек кратны количеству байтов в машинном слове.Итак, Ячейка – вместилище информации, машинное слово – информация в ячейке.
  4. Адресное Пространство По адресной шине процессор передает адресный код – двоичное число, обозначающее адрес ячейки памяти или внешнего устройства, куда направляется информация по шине данных. Адресное пространсство – это диапазон адресов ( множество адресов) к которым может обратиться процессор, используя адресный код. Если адресный код содержит n – бит, то размер адресного пространст-ва 2n байт Обычно размер адресного кода = количеству линий в адресной шине (разрядности адресной шины)
  5. Архитектура ЦП— конструкция процессора и имеющаяся система команд (инструкций)К архитектуре относятся следующие элементы:а) Система команд и способы адресацииб) Возможности совмещения выполнения команд во временив) Наличие дополнительных узлов и устройств в составе МПг) Режимы работы процессораа) Система команд представляет собой совокупность команд, которые могут выполняться процессором. х86, MMX SSE SSE2 SSE3 3DNOWб)
  6. Конвейер  Сегодняшние процессоры обеспечивают совмещение выполнения нескольких последовательно расположенных команд во времени, образуя конвейерную обработку. Процессор разделяет выполнение команды на этапы. Например Pentium — на 5 этапов: 1) прочитать из памяти часть программы (выборка, считывание команды из ОЗУ или КЭШа) 2) определить длину инструкции (декодирование и дешифрирование команды, т.е. определение кода выполняемой операции) 3) определить адрес ячейки памяти, если она используется в данной команде 4) выполнить команду 5) сохранить полученный результат. Каждый этап называется ступенью. Получается 5-ступенчатый конвейер.

    При конвейерной обработке на выполнение каждого этапа отводится 1 такт тактовой частоты. В каждом новом такте заканчивается выполнение одной команды и начинается выполнение новой. Этот процесс называется поточной обработкой . Общее время выполнения команды в конвейере с 5 ступенями будет составлять 5 периодов тактовой частоты. В каждом такте конвейер будет одновременно обрабатывать 5 различных команд. Итак, конвейеризация повышает производительность процессора, но она не сокращает время выполнения отдельной команды. Выигрыш получается за счет того, что обрабатывается сразу несколько команд. Суперскалярный процессор наличие — двух конвейеров.

    Суперконвейерный — более 5 этапов в конвейере Подобное решение резко повышало производительность ЦП. Применяется много конвейерная обработка. Практически все инструкции могут выполняться параллельно, за исключением операций с плавающей точкой и команд переходов. Суперсклярный и суперконвеерный означает наличие более двух конвейеров и более пяти этапов в конвейере соответственно. Конвейер оказывает заметное влияние на скорость выполнения линейных участков программ, которые могут выполняться параллельно, за исключением операций с плавающей точкой и команд переходов.
  7. Встроенные устройства  Основными компонентами центрального процессора являются ядро, кэш-память и шина. Ядро процессора выполняет инструкции. Операнды инструкций хранятся в регистрах. Размер регистров определяет разрядность процессора. Понятие «ядро» имеет и топологический смысл — оно размещено в центре микросхемы процессора, а по его периферии располагаются кэш-память и другие блоки. Один и тот же тип процессора может быть построен на различных «ядрах». Сегодня мы имеем многоядерные системы. Размещается 2, 4, 6, 8 ядер на одном кристалле. Кэш-память (RAM cache) — высокоскоростная статическая (SRAM) память, использующаяся для ускорения доступа к данным, хранящимся в более медленной, но дешевой динамической (DRAM) памяти. Ускорение доступа производится, когда процессор многократно обращается к одним и тем же данным или командам программы. Кэш сохраняет последние данные я команды, и процессор быстро считывает их из кэша. КЭШ является своего рода буфером, согласующим быстрый процессор и относительно медленную оперативную память, что значительно ускоряет процесс обработки данных. Бывает 2 типа: L1 и L2 (уровни 1 и 2 от англ. level — «уровень»). Кэш L1 изначально был интегрирован в кристалл процессора и является его неотъемлемой частью. В нем размешаются инструкции процессора и данные для этих инструкций. Большой кэш L1 очень полезен в условиях многозадачности, так как он хранит так называемый контекст задач, т.е. информацию, необходи-мую для переключения на эти задачи при поочередном выполнении. Размер 2*32Кб , 2*64Кб , 2*128Кб ,2*256 Кб. Кэш L2 служит для компенсации разницы частоты работы процессора и ОЗУ. Располагается или на мат. плате или в корпусе процессора, отдельно от его ядра. Основным его параметром является размер: чем он больше, тем быстрее работает система. Но память эта дорогостоящая, поэтому размер Кэша является компромиссом между производительностью и стоимостью системы. Типичные размеры кэш -памяти для разных процессоров (512Кб, 1Мб, 2Мб, 4Мб) Итак, Кэш позволяет повысить производительность за счет уменьшения случаев ожидания поступления информации из более медленной ОП. Нужные команды и данные берутся из более быстрого Кэша, куда заранее заносятся. Использование двух КЭШей исключает конфликты при считывании информации, идет одновременное считывание.

    Связь процессора с другими устройствами на системной плате, в частности с основной памятью, осуществляется через шину процессора. Заметим, что раньше и основная память, и процессор находились на одной шине, которая называлась системной. Сейчас для повышения производительности процессор имеет собственную шину. (1066МГц, 800МГц, 533МГц, 333МГц). Сопроцессор — специальный блок для операций с «плаваю¬щей точкой» (или запятой). Применяется для особо точных и сложных расчетов, а также для работы с рядом графических программ.

  8. В процессоре можно выделить еще следующие основные части: —блок предсказания ветвлений (адреса перехода –БПАП); -блок вычислений с плавающей точкой; -средства обнаружения ошибок ЦП Контроль ветвлений программы. Если в программе встречается условный или безусловный переход, то после декодирования инструкции перехода и получения адреса процессор начинает считывать данные с нового адреса. Ясно, что до получения этого адреса конвейер простаивает. Подобная ситуация происходит достаточно часто, поэтому для снижения «негативных»  последствий ветвлении программы все переходы, встречающиеся в программе, за-поминаются в специальном буфере адресов переходов (branch target buffer). При выполнении инструкции перехода процессор проверяет наличие адреса в буфере и начинает чтение программы с этого адреса. В случае безусловного перехода создается таблица «истории» переходов, исходя из которой процессор решает будет произведен переход или нет, и ачинает выполнение инструкций с предсказанного адреса — так называемое опережающее исполнение (speculative execution), Понятно, что если адрес предсказан неправильно, то все выполнение прекращается, конвейер очищается и начинается исполнение с правильного адреса. По-этому весьма важно, чтобы вероятность правильного прогноза была наиболее высокой. В современных процессорах она лежит в пределах 80-90%. Блок предсказания адреса перехода позволяет повысить производительность за счет экономии времени путем предсказания возможных путей выполнения разветвляющего алгоритма.

    Блок вычислений с плавающей точкой FPU (Floating Point Unit).

    Данный блок обеспечивает выполнение операций с плавающей точкой и мультимедийных операций ММХ. Обычно он содержит свой отдельный конвейер, так как правило, такие операции могут исполняться только в одном конвейере. На производительность блока FPU в последнее время стали обращать внимание из-за появления множества приложений, написанных для команд ММХ или для работы с трехмерной гра-фикой, не говоря уже о чисто вычислительных задачах. Являясь очень сложными устройствами, современные процессоры имеют возможности настройки своих параметров. Например, в процессорах Pentium можно отключать второй конвейер или блок предсказания ветвлений, что позволяет оценить прирост производительности, обеспечиваемый этими элементами ядра процессора. Кроме того, практически все процессоры имеют свою так называемую визитную карточку — специальную инструкцию, которая помогает однозначно идентифицировать процессор. Данная инструкция называется CPUID и выдает ИМЯ фирмы разработчика, тип семейств, модель и версию процессора, а также показывает его основные свойства, в частности наличие блока FPU или ММХ.

    Наличие средств обнаружения ошибок ЦП.

    В ЦП имеются устройства самотестирования для проверки работоспособности большинства элементов процессора. Используя специальный формат данных: бит четности, т.е. к каждому операнду добавляется бит четности, в результате все числа становятcя четными, появление нечетного числа – сигнал о сбое при работе процессора.

Средства термозащиты процессоров

Вы время работы процессоры сильно нагреваются — их температура достигает 7О…9О°С. Перегрев процессора грозит большими неприятностями, вплоть до полного выхода его из строя. Он может просто перегореть, как любой электрический прибор. Поэтому конструкция процессора должна предусматривать эффективную систему охлаждения. Собственно системный блок компьютера и так оснащен вентилятором, но он предназначен в основном для охлаждения самого блока питания и лишь частично для охлаждения материнской платы с установленным на ней процессором. Для современных процессоров, которые имеют мощность 40…70 Вт, этого совершенно недостаточно. Поэтому центральный процессор снабжен своей собственной системой охлаждения. Она состоит из радиатора, который крепится непосредственно на корпусе процессора, и вентилятора, который охлаждает ребра радиатора.

Радиатор

Кулер процессора

Это металлическая пластина с ребристой поверхностью, за счет него существенно увеличивается теплообмен процессора с окружающей средой. Площадь поверхности кристалла процессора чрезвычайно мала и не превышает нескольких квадратных сантиметров. Это совершенно недостаточно для эффективного отвода тепловой мощности, рассеиваемой процессором. Благодаря ребристой поверхности радиатор в сотни раз увеличивает площадь своего теплового контакта с окружающей средой. В настоящее время используются различные типы радиаторов.

Прессованные (экструзионные) радиаторы

Это наиболее простые, дешевые и распространенные радиаторы. Для их производства используется алюминий — металл с достаточно высокой теплопроводностью. Радиаторы изготавливаются методом прессования, что позволяет получить достаточно сложный профиль поверхности и достичь хороших теплоотводящих свойств.

Складчатые радиаторы

Отличаются довольно интересным технологическим исполнением: на базовой пластине радиатора пайкой или с помощью специальных теплопроводящих паст закрепляется тонкая металлическая лента, свернутая в гармошку, складки Которой играют роль ребристой поверхности. Такие радиаторы обычно изготавливаются из меди — она имеет более высокую теплопроводность, чем алюминий.

Кованые (холодноформированные) радиаторы

Для их изготовления используется технология холодного прессования, которая позволяет формировать поверхность радиатора в виде стрежней различного сечения. Основной материал — алюминий, но иногда для улучшения теплоотводящих свойств в основание устанавливают медные пластины. Это довольно сложная технология, поэтому кованые радиаторы дороже «экструзионных» и «складчатых», но не всегда лучше в плане тепловой эффективности.

Точеные радиаторы

На сегодня это наиболее дорогостоящие изделия, поскольку их производство основано на высокоточной механической обработке монолитных заготовок. Они отличаются не только самыми высокими эксплуатационными характеристи¬ками, но и высокой ценой. Изготавливаются из меди и алюминия.

Вентиляторы

Вентилятор процессора

На сегодня даже самые совершенные радиаторы не справляются с задачей эффективного охлаждения высокопроизводительных процессоров. Существенно улучшить теплообмен можно только с помощью специальных микровентиляторов — кулеров (от англ. cool — «охлаждать»), которые устанавливаются над радиатором и обдувают его ребра струей воздуха. Как и любой другой вентилятор, кулер состоит из электродвигателя, на оси которого закреплена крыльчатка. Основной характеристикой вентилятора является его производительность— величина, показывающая объем прокачиваемого воздушного потока. Типичные значения расхода — 10 …80 кубических дюймов в минуту. Чем больше производительность вентилятора, тем лучше он охлаждает процессор. Производительность вентилятора зависит от размера крыльчатки и скорости вращения электродвигателя. Чем быстрее вращается крыльчатка, тем выше производительность вентилятора. Типичные значения скорости вращения — 1500… 7000 об/мин. С увеличением размера крыльчатки увеличиваются производительность, габаритные размеры и масса вентилятора. Наиболее распространенные типоразмеры — 60х60х 15 мм, 60x60x20 мм, 60x60x25 мм, 70х70х 15 мм, 80x80x25 мм. Среди эксплуатационных параметров можно выделить уровень шума и срок службы вентилятора. Уровень шума вентилятора вы¬ражается в децибеллах (дБ) и обычно находится в диапазоне 20… 50 дБ. Тихими считаются вентиляторы с уровнем шума менее 30 дБ. Срок службы (или время наработки на отказ) венти-лятора выражается в тысячах часов и является показателем его надежности и долговечности. Срок службы вентиляторов составляет 40…50 тыс.ч, что составляет около пяти лет непрерывной круглосуточной работы.

Корпус процессора

Корпус процессора

В большинстве процессоров Intel используется конструкция корпуса, называемая FC-PGA (аббревиатура от Flip Chip Pin Grid Array — перевернутый чип с массивом игольчатых контактов). Дело в том, что кристалл перевернут и выходит на верхнюю часть корпуса для лучшего охлаждения. Поверхность ядра закрыта теплорассеивателем, который представляет собой медную пластину, покрытую тонким защитным слоем. Количе¬ство контактов (pin) на корпусе может быть различным: 423, 478, 604, 775. Процессоры (как, впрочем, и все другие компоненты ПК) могут поставляться как в обычном варианте с минимальной комплектацией (OEM — Original Equipment Manufacturer), так и в боксовом варианте (in Box), т.е. в упаковочной коробке, снабженной руководством по установке и 3-летней гарантией. Стоимость процессора in Box всего на несколько долларов выше, чем в обычной OEM упаковке, что совсем недорого с учетом цены на кулер, которым снабжается боксовая упаковка.

Разгон  

Разгон (overclocking)— режим работы любого устройства на более высокой частоте, чем штатная, т.е. на частоте, предусмотренной в его рабочих характеристиках. Разгон возможен потому, что большинство устройств имеет определенный запас прочности. Обычно небольшое увеличение частоты проходит безболезненно и дает выигрыш порядка 10%. При превышении критического значения возможен перегрев и полный выход дорогостоящего устройства из строя. Поэтому пользователь производит разгон на свой страх и риск, зачастую лишаясь гарантии продавца. Основной объект разгона — центральный процессор. Однако разгонять можно и память, и процессор видеокарты.

Порядок установки процессора Pentium IV в гнездо системной платы

  • установить рычаг гнезда процессора (А) в положение «Открыто», для чего надо отвести его чуть в сторону и приподнять вверх до упора;
  • установить процессор в гнездо и перевести рычаг в положение «закрыто» (золотой треугольник на процессоре должен смотреть в основание защелки);
  • нанести теплопроводящий состав на верхнюю поверхность процессора (Б) и равномерно распределить пасту по его поверхности;
  • совместить основание радиатора с механизмом крепления и установить радиатор на процессор. Не давая пасте засохнуть, сделать несколько равномерных колебательных движений, слегка двигая радиатор по про-цессору, чтобы термопаста равномерно распределилась по радиатору;
  • начиная с центрального лепестка (В) установить зажимы (Г) на лепестки механизма крепления (В, Д, Е).
  • вставить разъем (Ж) кабеля вентилятора в розетку с тремя штырьками, которая обычно находится неподалеку от разъема центрального процессора и обозначается CPU FAN.

Примеры современных процессоров фирмы Intel

  • Процессор Intel® Core™ i7 Extreme Edition

  • Второе поколение процессоров Intel® Core™ i7
  • Второе поколение процессоров Intel® Core™ i5

  • Второе поколение процессоров Intel® Core™ i3

  • Семейство процессоров Intel® Core™ vPro™

  • Intel Quad-Core Xeon X5550 для серверов

  • Процессор Intel Xeon E5620, для рабочих станций
Понравилась статья, рекомендуйте Вашим друзьям!
↑Как установить такие кнопки?↑
Давайте дружить!

komputercnulja.ru

Что такое центральный процессор (CPU, ЦП). Как работает центральный процессор? Какие архитектуры процессоров бывают?

В данной статье мы расскажем о том, что такое центральный процессор и как он работает.

Центральный процессор или процессор — один из самых важных компонентов, который мы можем найти практически во всех современных высокотехнологичных устройствах.

Однако у большинства из нас есть довольно плохие представления о том, что они делают и как они это делают, о том, как они стали сложными технологическими чудесами, каковы основные современные типы.

Итак, сегодня мы попытаемся подробно рассказать о самых важных аспектах различных компонентов, которые дают жизнь всем тем устройствам, которые помогают нам наслаждаться более высоким качеством жизни.

Что такое центральный процессор?

Хотя нельзя сказать, что в компьютере есть одна самая важная часть, так как более одного из них абсолютно необходимы для его работы, центральный процессор или процессор можно считать краеугольным камнем этих машин. И именно этот компонент отвечает за вычисления, упорядочивание или обработку, концепции, которые определяют современные компьютеры и ноутбуки.

В настоящий момент они представляют собой сложные технологии, разработанные с использованием микроскопических архитектур, большинство из которых представлены в виде одного чипа, довольно небольшого, оттуда они назывались микропроцессорами несколько десятилетий назад.

Сегодня процессоры находятся практически в каждом объекте, который мы используем в наши дни: телевизоры, смартфоны, микроволновые печи, холодильники, автомобили, звуковое оборудование и, конечно же, персональные компьютеры. Тем не менее, это были не всегда чудеса технологий, которыми они являются сейчас.

История возникновения процессоров

Было время, когда процессоры состояли из огромных арматов, которые вполне могли заполнить комнату. Эти первые шаги компьютерной инженерии в основном состояли из пустых трубок, которые, хотя в то время были значительно более мощными для альтернатив, образованных электромеханическими реле, сегодня 4 МГц, которые, по большей мере, они достигали, казались нам смехом.

С появлением транзисторов в 50-х и 60-х годах началось создание процессоров, в дополнение к меньшим и более мощным, а также намного более надежным, поскольку машины, созданные вакуумными трубами, как правило, имели средний отказ каждые 8 ​​часов.

Однако, когда мы говорим о сокращении, мы не имеем в виду, что они вписываются в ладонь. И все еще большие процессоры состояли из десятков печатных плат, которые были связаны друг с другом, чтобы обеспечить жизнь одному процессору.

После этого появилось изобретение интегральной схемы, которая в основном связывала все в одной печатной плате или пластине, что стало первым шагом к достижению современного микропроцессора. Первые интегральные схемы были очень простыми, поскольку они могли группировать только несколько транзисторов, но на протяжении многих лет получилось добиться экспоненциального роста числа транзисторов, которые можно было бы добавить в интегральную схему, к середине шестидесятых годов. Мы уже имели первых сложные процессоры, которые состояли из одной пластины.

Первый микропроцессор как таковой будет представлен на рынке уже в 1971 году, это был Intel 4004, а с тех пор остальное — история. Благодаря быстрой эволюции этих небольших чипов и их большой гибкости они полностью монополизировали компьютерный рынок, поскольку, за исключением очень специфических приложений, требующих высокоспециализированного оборудования, они являются ядром практически всех современных компьютеров.

Как работает центральный процессор (ЦП)?

Упрощение до крайности и в дидактических терминах работа процессора дается четырьмя фазами. Эти фазы необязательно всегда раздельны, но обычно перекрываются и всегда происходят одновременно, но не обязательно для конкретной функции.

На первом этапе процессор отвечает за загрузку кода из памяти. Другими словами, прочитайте данные, которые необходимо обработать позже. В этой первой фазе существует общая проблема в архитектуре процессоров и заключается в том, что существует максимум данных, которые могут считываться по периоду времени и обычно уступают тем, которые могут быть обработаны.

Во второй фазе происходит первый этап обработки как таковой. Информация, прочитанная на первом этапе, анализируется в соответствии с набором инструкций. Таким образом, в пределах прочитанных данных будут описательные фракции для набора инструкций, которые укажут, что делать с остальной информацией. Чтобы привести практический пример, есть код, который указывает, что данные пакета должны быть добавлены вместе с данными другого пакета, причем каждый пакет представляет собой информацию, которая описывает число, посредством чего получается общая арифметическая операция.

Затем идет фаза, которая продолжается со свободной обработкой, и отвечает за выполнение команд, декодированных на второй фазе.

Наконец, процесс завершается фазой записи, где снова загружается информация, только на этот раз от процессора к памяти. В некоторых случаях информация может быть загружена в память процессора, которая будет повторно использована позже, но как только обработка конкретной работы будет завершена, данные всегда заканчиваются записью в основную память, где она может быть записана в блок хранения, в зависимости от приложения.

Основные современные архитектуры процессоров

Как мы уже говорили, функция процессора заключается в интерпретации информации. Данные загружаются из разных систем памяти в виде двоичного кода, и именно этот код должен быть преобразован процессором в полезные данные приложениями. Указанная интерпретация реализуется с помощью набора инструкций, что и определяет архитектуру процессора.

В настоящее время в основном используются две архитектуры RISC и CISC. RISC дает жизнь процессорам, разработанным британской фирмой ARM, которая с ростом мобильных устройств значительно выросла. Кроме того, PowerPC, архитектура, которая дала жизнь компьютерам Apple, серверам и консолям Xbox 360 и PlayStation 3, основана на RISC. CISC — это архитектура, используемая в процессорах AMD Intel и X86-64 X86.

Что касается архитектуры, которая лучше, то всегда говорилось, что быть более чистым и оптимизированным RISC будет будущее вычислений. Тем не менее, Intel и AMD никогда не поддавались на изгибе и сумели создать очень прочную экосистему вокруг своих процессоров, которые, хотя и сильно загрязнены устаревшими элементами обратной совместимости, всегда поддерживали своих конкурентов.

В целом, благодаря своей гибкости и относительной простоте производства, в течение нескольких лет больше процессоров останется центральным элементом современных вычислений. Но мы всегда должны помнить, что с течением лет развиваются параллельные технологии, которые помогают децентрализовать нагрузку, и сегодня более чем когда-либо графические процессоры, более мощные, но менее гибкие, начали приобретать почти такое же значение.

Понравилась статья? Поделись с друзьями!

Видео: Что такое CPU [Центральный Процессор, ЦП] — Быстро и Понятно!

leephone.ru

Что такое центральный процессор?

Человеку, не знакомому с цифровой технико, довольно сложно объяснить, что такое центральный процессор компьютера. Центральный процессор компьютера или просто процессор является «мозгом» компьютера, управляющий работой всех аппаратных средств компьютера и выполняющий заданные программы. Без процессора не получится поиграть в игры, посетить интернет и вообще невозможно включить компьютер. Компьютер без процессора превращается в груду дорогого железа, в принципе, как и любое другое устройство, за работу которого отвечает процессор.

Довольно часто люди по незнанию называют процессором системный блок. Однако, центральный процессор является внутренним компонентом компьютера. Чтобы его увидеть, необходимо снять крышку с системного блока и снять с него систему охлаждения, в роли которой чаще всего выступает радиатор с кулером.

Первые процессоры начали использовать еще в начале 1960-ых. Они были специально разработаны как часть большого компьютера, что делало их слишком дорогими. Как только инженеры решили проблему для их массового производства, персональные компьютеры стали доступны и средним американцам. С введением интегральных микросхем в конце 1970-ых стало возможным и производство небольших процессоров. Это преобразило компьютеры от гигантских устройств, занимавших целые комнаты, до небольших настольных компьютеров и даже ноутбуков.

Сегодня Intel является самым известным производителем компьютерных процессоров. Но независимо от того, какой процессор у вас установлен, он будет работать, выполняя ряд инструкций записанных в программе. Так как процессор является одной из самых важных частей компьютера, не стоит удивляться его стоимости, которая может потребовать значительную часть выделенного бюджета на покупку нового компьютера.

Процессоры иногда называют микропроцессорами, хотя эти два термина не вполне взаимозаменяемы. В основном требуется больше чем один микропроцессор, чтобы выполнить все функции центрального процессора компьютера. Микропроцессоры обычно используются в сотовых телефонах, автомобилях и детских электронных игрушках.

На сегодняшний день мощности процессоров стали настолько высоки, что даже маленький микропроцессор, установленный в мобильном телефоне, позволит просмотреть все серии сериала Мисс Марпл. Лучше конечно же смотреть на большом экране компьютера, где и процессор помощнее и видео можно в HD качестве смотреть.

Сегодня каждого человека в доме окружает множество устройств с процессорами, в том числе и компьютеры. Но они просто пользуются этими устройствами и их совершенно не интересует, что такое центральный процессор компьютера.

Также интересные статьи на сайте chajnikam.ru: Что такое вредоносное ПО? Как сделать из флешки оперативную память? Как увеличить размер файла подкачки? Как удалить антивирус с компьютера?

chajnikam.ru

Что такое центральный процессор и для чего он нужен.

(048) 706 - 82 - 29

(097) 941 - 13 - 71

(066) 879 - 20 - 40

(093) 817 - 16 - 32

Время работы Пн.-Пт.: 9:00-18:00

Мы в соцсетях:

Услуги:Ремонт компьютера, настройка WiFi, установка виндовс, удаление вирусов, скорая компьютерная помощь, мастер ПК, модернизация компьютера, компьютерная помощь в Одессе, бесплатное консультирование. АйТи Мастер Одесса.

Количество пользователей компьютером на сегодняшний день настолько велико, что не поддается подсчету. Однако далеко не все из их числа знают, как компьютер устроен и какую роль в нем играет центральный процессор.

По своей сути центральный процессор представляет собой особую интегральную микросхему, при помощи которой компьютер может осуществлять все основные вычислительные операции: сложение, вычитание, умножение и деление.

Центральный процессор как оборудование отвечает за обработку информации. Работает он под управлением особого программного обеспечения, преобразующего входную информацию в выходную. Необходимо отметить и тот факт, что данные преобразования производятся посредством специальных системных команд. К слову сказать, именно эти программы определяют последовательность действий процессора. Если не вникать в проблему особенно глубоко, процесс работы центрального процессора может быть сведен к следующему. Процессору требуется информация, касающаяся того, какая математическая информация и с какими конкретно числами должна быть произведена. Кроме того, оборудованию необходимо знать, что следует делать с результатом. Данные по этим вопросам содержатся в кодах микропроцессоров. При этом числа, с которым непосредственно работает процессор, в обязательном порядке должны содержаться либо в регистрах процессора, либо в оперативной памяти компьютера, либо непосредственно в самой микрокоманде. В том случае, если хранение информации производится на устройстве внешней памяти, она должна быть считана оперативной памятью компьютера. Иными словами микрокоманды включаются в регистры процессора, проходят процедуру обработки, которая завершается записью результата в оперативную память. Подобные пошаговые инструкции могут выполнять абсолютно все процессоры, которые выпускаются на данный период времени. Но при этом необходимо понимать, что даже элементарное сложение двух чисел может включать более десяти шагов, которые включают, помимо прочего, преобразование чисел из десятеричной системы исчисления в двоичную, которая является понятной процессору. Немногие знают, но производительность устаревших центральных процессоров легко может быть увеличена посредством установки специального математического сопроцессора. Обычно данный чип добавляют к основному процессору в случаях, когда производятся сложные математические (научные либо инженерные) расчеты. Современные модели компьютеров, кстати говоря, установки сопроцессора не требуют, поскольку он уже является встроенным в центральный процессор.

Кому-то данная информация может показаться излишней, но иметь общее представление о работе центрального процессора все-таки следует. Тем более что компьютером сегодня пользуются абсолютно все.

it-master.od.ua

Смотрите также